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电气设备中SF6分解产物的检测技术应用现状和发展趋势
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1 电气设备中 SF6分解产物的 检测技术应用现状和发展趋势 国网安徽省电力公司电力科学研究院,王海飞、苏镇西 摘 要:本文对 6 种 SF6分解产物的检测方法和 1 种样气预处理方法进行分析总结,介绍了检测管法、传感器法、气 相色谱(GC)法、气质联用(GC-MS)法、红外光谱法、光声光谱法和低温富集预处理技术的适用场合和优缺点,得出了 不同试验目的和条件下应选的最佳检测方法,对未来 SF6分解产物的检测技术的研究和电气设备的故障诊断方法作了展 望。本文利用 6 种检测方法对故障设备的 SF6气体进行检测,结果表明 6 种检测方法能有效检测 SF6分解产物特征组分; 对低温富集预处理前后的气体进行了试验研究,试验证明该方法能将微量分解产物组分浓缩 10 倍左右,有助于更有效的 检测微量 SF6分解产物组分。 关键词:SF6分解产物;检测技术;气相色谱;红外光谱;光声光谱;低温富集 0 引言 六氟化硫(SF6)电气设备是电力系统中重要的核心设备之一,其安全运行对整个电力系统的稳定至关重 要。由于 SF6电气设备在制造、现场安装和运行过程中.不可避免会在其内部产生一定的不良缺陷.如电极 表面毛刺及划痕、自由导电微粒、悬浮导体、水分等,这些问题的存在和发展会对电气设备带来不同程度的 危害,严重时甚至造成设备故障 [1]。在 SF 6开关设备故障诊断的早期阶段,传统的电气试验方法难以检测到设 备的内部绝缘缺陷 [2-4],需要寻求抗干扰能力强、能对电气设备绝缘状态准确评估的理论和有效方法。 大量研究表明 [5-9], SF 6电气设备发生绝缘故障时, SF6气体在高温或电弧作用下会发生分解反应, 生成 SF4、 SF3、SF2、和 S2F10等多种低氟硫化物,并随着温度降低,绝大部分会很快还原为 SF6气体,但少量分解物会在 空气、水分等作用下,生成 SOF2、SO2F2、SOF4及 SO2、H2S、CO、CF4等化合物。通过检测分解产物的含量及变 化趋势,可及时、有效的发现设备内部的潜伏性故障,进行设备故障定位 [10-13],SF 6气体分解产物作为诊断电 气设备缺陷的特征参量成为国内外研究的热点 [14,15]。 准确检测 SF6分解产物对判断设备运行状态至关重要。为提高 SF6分解产物检测的准确性和效率,需要根 据不同实验目的和条件选择最佳的检测方法,笔者对目前常见的检测管、传感器、气相色谱(GC) 、气质联用 (GC-MS) 、红外光谱、光声光谱、低温富集等 SF6分解产物的检测方法及设备缺陷诊断现状进行了研究、总 结和应用,对 SF6分解产物检测技术及 SF6电气设备故障的诊断方法提出了展望。 1 SF6气体分解产物检测技术现状 1.1 检测管法 气体检测管 [16]主要检测 SO 2、H2S 等单组份,常用于定性分析。其工作原理是:待测组分与检测管内填充 物发生化学反应,使检测管内指示剂发生颜色改变,变色长度与物质的浓度成正比,读取变色柱的刻度进行 定量分析,发生的化学反应式为: HF+NaOH=NaF+H2O 紫红变黄 SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI 蓝变白 H2S+Pb(CH3COO)=PbS+2CH3C00H 白变棕

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